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자료유형
학술저널
저자정보
하준 (전북대학교) 김용래 (한국기계연구원) 박철웅 (한국기계연구원) 최영 (한국기계연구원) 이정우 (충남대학교)
저널정보
한국가스학회 한국가스학회지 한국가스학회지 제27권 제3호
발행연도
2023.9
수록면
52 - 58 (7page)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

2L급 수소 전기점화 직접 분사 엔진의 후분사를 이용한 질소산화물의 저감
하준 ,  김용래 ,  박철웅 외 2명 KOSCO SYMPOSIUM 논문집 2023.11 학술대회자료
2 L급 수소 직접분사 전기점화 엔진의 워밍업 시 공기과잉률에 따른 질소산화물 배출 및 연료 소모율에 대한 실험적 분석
하준 ,  김용래 ,  박철웅 외 2명 한국가스학회지 2023.09 학술저널

초록· 키워드

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지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다.
따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.
#excessive air ratio #hydrogen) #DI #Direct Injection #NOx #Nitrogen Oxides #fuel consumption rate #warm-up

목차

요약
Abstract
I. 서론
II. 실험 장치 구성 및 방법
III. 실험 조건
IV. 실험 결과 및 논의
V. 결론
REFERENCES

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